図面 (/)

技術 感電保護素子及びそれを備えた携帯用電子装置

出願人 アモテックシーオー,エルティーディー
発明者 キム,トンギユ,ジュンスパク,キュファンスン,グイナムリュウ,ジャエスリン,ビュングッキム,リエオン
出願日 2015年7月9日 (3年3ヶ月経過) 出願番号 2016-534238
公開日 2017年3月16日 (1年7ヶ月経過) 公開番号 2017-507473
状態 特許登録済
技術分野 サーミスタ・バリスタ 非常保護回路装置(断路なし) 避雷器 静電気の除去
主要キーワード 空隙形成部材 非電導性物質 空隙材 静電気スパーク 特定素子 メタルハウジング 外装ハウジング ショート現象
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年3月16日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (20)

課題

静電気や外部電源によるリーク電流から内部回路及び/又は使用者を保護し、通信信号減殺を最小化して伝達することができる感電保護素子及びそれを備えた携帯用電子装置を提供する。

解決手段

電子装置人体接触可能伝導体内蔵回路部と間に配置され、伝導体から静電気流入時絶縁破壊されずに静電気を通過させ、回路部の接地から流入される外部電源のリーク電流を遮断し、前記伝導体から流入される通信信号を通過させるように下記数式(1)を満たす:

数1

(式中、Vbrは、前記感電保護素子の降伏電圧であり、 Vinは、前記電子装置の外部電源の定格電圧である。)

概要

背景

概要

静電気や外部電源によるリーク電流から内部回路及び/又は使用者を保護し、通信信号減殺を最小化して伝達することができる感電保護素子及びそれを備えた携帯用電子装置を提供する。電子装置人体接触可能伝導体内蔵回路部と間に配置され、伝導体から静電気流入時絶縁破壊されずに静電気を通過させ、回路部の接地から流入される外部電源のリーク電流を遮断し、前記伝導体から流入される通信信号を通過させるように下記数式(1)を満たす: (式中、Vbrは、前記感電保護素子の降伏電圧であり、 Vinは、前記電子装置の外部電源の定格電圧である。)

目的

本発明は、前述のような点を鑑みて案出されたものであり、静電気や外部電源によるリーク電流から内部回路及び/又は使用者を保護し、通信信号の減殺を最小化して伝達することができる感電保護素子及びそれを備えた携帯用電子装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

電子装置人体接触可能伝導体内蔵回路部と間に配置される感電保護素子であって、前記伝導体から静電気流入時、絶縁破壊されずに前記静電気を通過させ、前記回路部の接地から流入される外部電源リーク電流遮断し、前記伝導体から流入される通信信号を通過させるように下記数式(1)を満たす感電保護素子:(式中、Vbrは、前記感電保護素子の降伏電圧であり、Vinは、前記電子装置の外部電源の定格電圧である。)

請求項2

前記定格電圧は、国別の標準定格電圧である請求項1に記載の感電保護素子。

請求項3

下記数式(2)である請求項1に記載の感電保護素子:(式中、Vcpは、キャパシタ層絶縁破壊電圧である。)

請求項4

前記通信信号は、無線通信周波数帯域を有する請求項1に記載の感電保護素子。

請求項5

前記感電保護素子は、複数のシート層が積層された焼体と、前記焼体の内部に、一定の間隔で離隔され配置された少なくとも一対の内部電極と、前記内部電極間に形成された空隙とを含む感電保護部と、前記伝導体から流入される通信信号を通過させる少なくとも一つのキャパシタ層と、を含む請求項1に記載の感電保護素子。

請求項6

前記一対の内部電極は、同一平面上で配置される請求項5に記載の感電保護素子。

請求項7

前記空隙は、内壁に高さ方向に沿って一定の厚さで塗布される放電物質層が備えられる請求項5に記載の感電保護素子。

請求項8

前記空隙は、前記一対の内部電極間で複数個備えられる請求項7に記載の感電保護素子。

請求項9

前記放電物質層は、金属粒子を含む非電導性物質または半導体物質からなる請求項7に記載の感電保護素子。

請求項10

前記放電物質層は、前記空隙の内壁に沿って塗布される第1部分と、前記第1部分の上端から外側に延びる第2部分と、前記第1部分の下端から外側に延びる第3部分と、を含み、前記第2部分は、前記一対の内部電極の一方と接触され、前記第3部分は、前記一対の内部電極の他方と接触される請求項7に記載の感電保護素子。

請求項11

前記焼体は、誘電率を有する絶縁体からなる請求項5に記載の感電保護素子。

請求項12

前記内部電極は、Ag、Au、Pt、Pd、Ni、Cuのいずれか一つ以上の成分を含む請求項5に記載の感電保護素子。

請求項13

前記キャパシタ層は、前記感電保護部と電気的に並列接続される請求項5に記載の感電保護素子。

請求項14

前記キャパシタ層と前記感電保護部と間の間隔は、前記感電保護部の前記一対の内部電極間の間隔より大である請求項5に記載の感電保護素子。

請求項15

前記感電保護素子は、第1バリスタ物質層と第2バリスタ物質層とが交互に積層された少なくとも2個のバリスタ物質層と、前記第1バリスタ物質層上に一定の間隔Lで離隔された複数の第1内部電極と、前記第2バリスタ物質層上に一定の間隔Lで離隔された複数の第2内部電極と、を含む感電保護部と、前記伝導体から流入される通信信号を通過させる少なくとも一つのキャパシタ層と、含む請求項1に記載の感電保護素子。

請求項16

前記降伏電圧Vbrは、最も隣接した第1内部電極と第2内部電極と間に、それぞれ形成される単位降伏電圧の和である請求項15に記載の感電保護素子。

請求項17

前記第1内部電極及び前記第2内部電極のそれぞれは、少なくとも一部が重なるように配置される請求項15に記載の感電保護素子。

請求項18

前記第1内部電極及び前記第2内部電極のそれぞれは、互いに重ならないように配置される請求項15に記載の感電保護素子。

請求項19

前記第1内部電極または前記第2内部電極の離隔間隔Lは、前記第1内部電極と前記第2内部電極と間の最短距離d1と、隣接する他の第2内部電極間の最短距離d2の和より大である請求項15に記載の感電保護素子。

請求項20

前記第1バリスタ物質層及び前記第2バリスタ物質層は、ZnO、SrTiO3、BaTiO3、SiCのいずれか一つ以上を含む半導性材料、またはPr及びBi系材料のいずれか一つである請求項15に記載の感電保護素子。

請求項21

前記キャパシタ層は、前記感電保護部と電気的に並列接続される請求項15に記載の感電保護素子。

請求項22

前記キャパシタ層と前記感電保護部と間の距離は、前記第1内部電極と前記第2内部電極と間の最短距離d1と、隣接する他の第2内部電極間の最短距離d2の和より大である請求項15に記載の感電保護素子。

請求項23

前記キャパシタ層は、複数のシート層からなり、セラミック材料からなる請求項15に記載の感電保護素子。

請求項24

人体接触可能伝導体と、回路部と、前記伝導体と前記回路部と間に配置される感電保護素子と、を含み、前記感電保護素子は、前記伝導体から静電気流入時、絶縁破壊出されずに前記静電気を通過させ、前記回路部の接地から流入される外部電源のリーク電流を遮断し、前記伝導体から流入される通信信号を通過させるように下記数式(3)を満たす感電保護機能を有する携帯用電子装置:(式中、Vbrは、前記感電保護素子の降伏電圧であり、Vinは、前記電子装置の外部電源の定格電圧であり、Vcpは、キャパシタ層の絶縁破壊電圧である。)

請求項25

前記伝導体は、前記電子装置と外部機器との通信のためのアンテナメタルケース、及び導電性装身具の少なくとも一つを含む感電保護機能を有する請求項24に記載の携帯用電子装置。

請求項26

前記メタルケースは、前記電子装置のハウジングの側部を部分的に囲むか、全体的に囲むように備えられる感電保護機能を有する請求項25に記載の携帯用電子装置。

請求項27

前記メタルケースは、前記電子装置のハウジングの前面または後面に外部へ露出されるように設けられるカメラを囲むように備えられる感電保護機能を有する請求項25に記載の携帯用電子装置。

請求項28

電子装置の人体接触可能伝導体と内蔵回路部と間に配置される素子であって、前記伝導体から静電気流入時、絶縁破壊されずに静電気を通過させると共に、前記回路部の接地から流入される外部電源のリーク電流を遮断する感電保護部と、前記伝導体から流入される通信信号を減殺することなく通過させるように前記感電保護部と並列接続されたキャパシタ部と、を含み、下記数式(3)を満たす感電保護素子:(式中、Vbrは、前記感電保護素子の降伏電圧であり、Vinは、前記電子装置の外部電源の定格電圧であり、Vcpは、前記キャパシタ部の絶縁破壊電圧である。)

請求項29

前記感電保護部は、複数のシート層が積層された焼体と、前記焼体の内部に、一定の間隔で離隔され配置された少なくとも一対の内部電極と、前記内部電極間に形成された空隙と、を含む請求項28に記載の感電保護素子。

請求項30

前記感電保護部は、第1バリスタ物質層と第2バリスタ物質層とが交互に積層された少なくとも2個のバリスタ物質層と、前記第1バリスタ物質層上に一定の間隔Lで離隔された複数の第1内部電極と、前記第2バリスタ物質層上に一定の間隔Lで離隔された複数の第2内部電極と、を含む請求項28に記載の感電保護素子。

請求項31

前記キャパシタ部は、前記感電保護部の上部及び下部のいずれか一つ、または感電保護部の上部及び下部の両方に一定の間隔をおいて配置される少なくとも一つ以上のキャパシタ層を含む請求項29または30に記載の感電保護素子。

技術分野

0001

本発明は、感電保護素子及びそれを備えた携帯用電子装置に関する。さらに詳しくは、電源によるリーク電流から使用者を保護し、外部の静電気から内部回路を保護し、通信信号減殺を最小化して伝達することができる感電保護素子及びそれを備えた携帯用電子装置に関するものである。

従来技術

0002

最近、携帯用電子装置は、審美性堅固さを向上させるためにメタル材質ハウジング採択が増加しつつある。

0003

しかし、このようなメタル材質のハウジングは、材質の特性上、電気伝導率に優れているため、特定素子を介して、または部位により外装ハウジング内蔵回路部と間に電気的経路が形成され得る。特に、メタルハウジング回路部がループを形成することによって、外部の露出面積が大きなメタルハウジングのような伝導体を通して瞬間的に高い電圧を有する静電気が流入される場合、ICなどの回路部を損なうことがあるため、これら対する対策が求められていた。

0004

一方、このような携帯用電子装置は、通常的に充電器を使用して電池充電する。このような充電器は、外部のAC電源DC電源整流した後、再び、変圧器を介して、携帯用電子装置に適した低いDC電源に変換する。ここで、変圧器の電気的絶縁性強化させるために、変圧器両端にキャパシタで構成されたY−CAPが備えられる。

0005

しかし、非正品充電器などのように、Y−CAPが正規特性を有しない場合には、Y−CAPによりDC電源が十分に遮断できない可能性もあり、さらに、AC電源によりリーク電流が生ずることがあり、このようなリーク電流は、回路の接地部に沿って伝播される。

0006

このようなリーク電流は、携帯用電子装置の外装ケースのように人体が接触可能な伝導体にも伝達されるため、結果的に、使用者にピリピリとした感じ不快感を与えており、激しい場合、使用者が感電による致命傷を受けることがある。

0007

従って、メタルケースを採用した携帯電話のような携帯用電子装置は、このようなリーク電流から使用者を保護するための方案が求められている。

0008

一方、このように、メタル材質のハウジングを備えた携帯用電子装置は、多機能化により、機能別に複数のアンテナを備え、そのうちの少なくとも一部は、内蔵型アンテナであり、携帯用電子装置の外装ハウジングに配置されるか、メタルハウジング自体をアンテナとして使用する傾向にある。

0009

このような場合、アンテナと携帯用電子装置の内部回路が連結されなければならなく、このとき、通信信号を減殺することなく内部回路に円滑に伝達できなければならない。

0010

しかし、前述のように、通信信号の効果的な伝達のために、当該素子キャパシタンスを増加させたとき、外部の静電気により絶縁破壊され、これにより当該素子が破損される問題があった。

0011

さらに、前述するように、外部電源によるリーク電流を遮断するための高い降伏電圧の具現と通信信号を伝達するための高容量キャパシタンスの具現は、互いに相反される効果のため達成が困難である。従って、静電気からの保護、リーク電流の遮断と同時に、高いキャパシタンスを具現することができる方案が求められている。

発明が解決しようとする課題

0012

本発明は、前述のような点を鑑みて案出されたものであり、静電気や外部電源によるリーク電流から内部回路及び/又は使用者を保護し、通信信号の減殺を最小化して伝達することができる感電保護素子及びそれを備えた携帯用電子装置を提供することに目的がある。

課題を解決するための手段

0013

前述した課題を解決するために本発明は、電子装置人体接触可能伝導体と内蔵回路部と間に配置される感電保護素子が提供される。前記感電保護素子は、前記伝導体から静電気流入時、絶縁破壊されずに前記静電気を通過させ、前記回路部の接地から流入される外部電源のリーク電流を遮断し、前記伝導体から流入される通信信号を通過させるように下記数式(1)を満たす:

0014

0015

(式中、
Vbrは、前記感電保護素子の降伏電圧であり、
Vinは、前記電子装置の外部電源の定格電圧である。)
また、前記定格電圧は、国別の標準定格電圧である。
また、下記数式(2)の感電保護素子である:

0016

0017

(式中、Vcpは、キャパシタ層絶縁破壊電圧である。)

0018

また、前記通信信号は、無線通信周波数帯域を有してもよい。

0019

また、前記感電保護素子は、複数のシート層が積層された焼体と、前記焼体の内部に、一定の間隔で離隔され配置された少なくとも一対の内部電極と、記内部電極間に形成された空隙とを含む感電保護部と、前記伝導体から流入される通信信号を通過させる少なくとも一つのキャパシタ層と、を含む。

0020

また、前記一対の内部電極は、同一平面上で配置される。

0021

また、前記空隙は、内壁に高さ方向に沿って一定の厚さで塗布される放電物質層が備えられる。

0022

また、前記空隙は、前記一対の内部電極間で複数個備えられる。

0023

また、前記放電物質層は、金属粒子を含む非電導性物質または半導体物質からなる。

0024

また、前記放電物質層は、前記空隙の内壁に沿って塗布される第1部分と、前記第1部分の上端から外側に延びる第2部分と、前記第1部分の下端から外側に延びる第3部分と、を含み、前記第2部分は、前記一対の内部電極の一方と接触され、前記第3部分は、前記一対の内部電極の他方と接触される。

0025

また、前記焼体は、誘電率を有する絶縁体からなる。

0026

また、前記内部電極は、Ag、Au、Pt、Pd、Ni、Cuのいずれか一つ以上の成分を含んでもよい。

0027

また、前記キャパシタ層は、前記感電保護部と電気的に並列接続される。

0028

また、前記キャパシタ層と前記感電保護部と間の間隔は、前記感電保護部の前記一対の内部電極間の間隔より大である。

0029

また、前記感電保護素子は、第1バリスタ物質層と第2バリスタ物質層とが交互に積層された少なくとも2個のバリスタ物質層と、前記第1バリスタ物質層上に一定の間隔Lで離隔された複数の第1内部電極と、前記第2バリスタ物質層上に一定の間隔Lで離隔された複数の第2内部電極と、を含む感電保護部と、前記伝導体から流入される通信信号を通過させる少なくとも一つのキャパシタ層と、含む。

0030

また、前記降伏電圧Vbrは、最も隣接した第1内部電極と第2内部電極と間に、それぞれ形成される単位降伏電圧の和である。

0031

また、前記第1内部電極及び前記第2内部電極のそれぞれは、少なくとも一部が重なるように配置される。

0032

また、前記第1内部電極及び前記第2内部電極のそれぞれは、互いに重ならないように配置される。

0033

また、前記第1内部電極または前記第2内部電極の離隔間隔Lは、前記第1内部電極と前記第2内部電極と間の最短距離d1と、隣接する他の第2内部電極間の最短距離d2の和より大である。

0034

また、前記第1バリスタ物質層及び前記第2バリスタ物質層は、ZnO、SrTiO3、BaTiO3、SiCのいずれか一つ以上を含む半導性材料、またはPr及びBi系材料のいずれか一つであってもよい。

0035

また、前記キャパシタ層は、前記感電保護部と電気的に並列接続される。

0036

また、前記キャパシタ層と前記感電保護部と間の距離は、前記第1内部電極と前記第2内部電極と間の最短距離d1と、隣接する他の第2内部電極間の最短距離d2の和より大である。

0037

また、前記キャパシタ層は、複数のシート層からなり、セラミック材料からなっていてもよい。

0038

一方、本発明は、人体接触可能伝導体と、回路部と、前記伝導体と前記回路部と間に配置される感電保護素子と、を含む感電保護機能を有する携帯用電素装置を提供する。ここで、前記感電保護素子は、前記伝導体から静電気流入時、絶縁破壊出されずに前記静電気を通過させ、前記回路部の接地から流入される外部電源のリーク電流を遮断し、前記伝導体から流入される通信信号を通過させるように下記数式(3)を満たす:

0039

0040

(式中、
Vbrは、前記感電保護素子の降伏電圧であり、
Vinは、前記電子装置の外部電源の定格電圧であり、
Vcpは、キャパシタ層の絶縁破壊電圧である。)

0041

また、前記伝導体は、前記電子装置と外部機器との通信のためのアンテナ、メタルケース、及び導電性装身具の少なくとも一つを含む。

0042

また、前記メタルケースは、前記電子装置のハウジングの側部を部分的に囲むか、全体的に囲むように備えられる。

0043

また、前記メタルケースは、前記電子装置のハウジングの前面または後面に外部へ露出されるように設けられるカメラを囲むように備えられる。

0044

一方、本発明は、電子装置の人体接触可能伝導体と内蔵回路部と間に配置される素子を提供する。ここで、前記素子は、前記伝導体から静電気流入時、絶縁破壊されずに静電気を通過させると共に、前記回路部の接地から流入される外部電源のリーク電流を遮断する感電保護部と、前記伝導体から流入される通信信号を減殺することなく通過させるように前記感電保護部と並列接続されたキャパシタ部と、を含み、下記数式(3)を満たす:

0045

0046

(式中、
Vbrは、前記感電保護素子の降伏電圧であり、
Vinは、前記電子装置の外部電源の定格電圧であり、
Vcpは、前記キャパシタ部の絶縁破壊電圧である。)

0047

また、前記感電保護部は、複数のシート層が積層された焼体と、前記焼体の内部に、一定の間隔で離隔され配置された少なくとも一対の内部電極と、前記内部電極間に形成された空隙と、を含む。

0048

また、前記感電保護部は、第1バリスタ物質層と第2バリスタ物質層とが交互に積層された少なくとも2個のバリスタ物質層と、前記第1バリスタ物質層上に一定の間隔Lで離隔された複数の第1内部電極と、前記第2バリスタ物質層上に一定の間隔Lで離隔された複数の第2内部電極と、を含む。

0049

また、前記キャパシタ部は、
前記感電保護部の上部及び下部のいずれか一つ、または感電保護部の上部及び下部の両方に一定の間隔をおいて配置される少なくとも一つ以上のキャパシタ層を含む。

発明の効果

0050

本発明の一実施例に係る感電保護素子及びそれを備えた携帯用電子装置は、メタルケースのような伝導体が外部が露出される携帯用電子装置において、伝導体と回路部とを連結する感電保護素子を備えることによって、外部電源によるリーク電流及び静電気から使用者及び内部回路を保護し、高いキャパシタンスを具現し、通信信号の減殺を最小化して伝達することができる長所がある。

図面の簡単な説明

0051

本発明の一実施例に係る感電保護素子を概略的に示した構成図である。
本発明の一実施例に係る感電保護素子の適用例を示した概念図である。
本発明の一実施例に係る感電保護素子の適用例を示した概念図である。
本発明の一実施例に係る感電保護素子の適用例を示した概念図である。
本発明の一実施例に係る感電保護素子の適用例を示した概念図である。
本発明の一実施例に係る感電保護素子の適用例を示した概念図である。
本発明の一実施例に係る感電保護素子のリーク電流対する動作を説明するための概略的等価回路図である。
本発明の一実施例に係る感電保護素子の静電気(ESD)に対する動作を説明するための概略的等価回路図である。
本発明の一実施例に係る感電保護素子の通信信号に対する動作を説明するための概略的等価回路図である。
キャパシタンスによる通過周波数帯域に対するシミュレーション結果を示すグラフである。
キャパシタンスによる通過周波数帯域に対するシミュレーション結果を示すグラフである。
本発明の一実施例に係る感電保護素子の一例を示した図である。
本発明の一実施例に係る感電保護素子の一例を示した図である。
本発明の一実施例に係る感電保護素子の一例を示した図である。
本発明の一実施例に係る感電保護素子の別の例を示した図面である。
本発明の一実施例に係る感電保護素子のさらに別の例を示した図である。
本発明の一実施例に係る感電保護素子のさらに別の例を示した図である。
本発明の一実施例に係る感電保護素子のさらに別の例を示した図である。
本発明の一実施例に係る感電保護素子のさらに別の例を示した図である。
本発明の一実施例に係る感電保護素子のさらに別の例を示した図である。

発明を実施するための最良の形態

0052

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有した者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は、種々の異なる形態で具現されることができ、ここで説明する実施例に限定されない。図において本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は省略しており、明細書全体を通して同一または類似の構成要素については同じ参照符号を付する。

0053

本発明の一実施例に係る感電保護素子100は、図1に示されるように、電子装置の人体接触可能伝導体12と内蔵回路部14間に配置される。

0054

前記感電保護素子100は、前記伝導体12から静電気流入時、絶縁破壊されずに前記静電気を通過させ、前記回路部14の接地から流入される外部電源のリーク電流を遮断し、前記伝導体12から流入される通信信号を通過させるように下記数式(3)を満たす降伏電圧Vbを有する:

0055

0056

(式中、Vinは、前記電子装置の外部電源の定格電圧であり、
Vcpは、前記キャパシタ層の絶縁破壊電圧である。)
このとき、前記定格電圧は国別の標準定格電圧であり、例えば、240V、220V、120V、110V及び100Vのいずれか一つである。

0057

このような感電保護素子100は、キャパシタ層を備えたバリスタまたはキャパシタ層を備えたサプレッサーであり、このとき、前記降伏電圧Vbrは、バリスタまたはサプレッサーの降伏電圧(または、トリガー電圧)を意味し、バリスタまたはサプレッサーの内部電極の間隔、互いに重なる内部電極の面積、積層されたシート層の誘電率、内部電極間の空隙体積、及び放電物質層、バリスタ材料粒径直列連結される内部電極の数に応じて決定される。

0058

このような感電保護素子100は、図2Aに示されるように、携帯用電子装置10で、外装メタルケースのような伝導体12と回路部14と間に配置される。

0059

ここで、前記携帯用電子装置10は、携帯が可能であり、運搬が容易な携帯用電子機器の形態である。一例として、前記携帯用電子装置は、スマートフォンセルラーフォンなどのような携帯端末機であり、スマートウォッチデジタルカメラDMB、電子ブックネットブックタブレットPC、携帯用コンピュータなどである。このような電子装置は、外部機器との通信のためのアンテナ構造を含む任意の適切な電子コンポーネントが設けられる。さらに、Wi−Fi及びブルートゥースのような近距離ネットワーク通信を使用する機器であってもよい。

0060

このような携帯用電子装置10は、金属(アルミニウムステンレススチール等)のような導電性材料、または炭素−繊維合成材料若しくはその他の繊維系合成物ガラスセラミックプラスチック及びこれらを組み合わせた材料からなる外部ハウジングを含む。

0061

このとき、携帯用電子装置10のハウジングは、金属からなり、外部に露出される伝導体12を含む。ここで、前記伝導体12は、前記電子装置と外部機器との通信のためのアンテナ、メタルケース、及び導電性装身具のうち少なくとも一つを含むことができる。

0062

特に、前記メタルケースは、前記携帯用電子装置10のハウジングの側部を部分的に囲むか、全体的に囲むように備えられてもよい。また、前記メタルケースは、前記電子装置のハウジングの前面または後面に外部に露出されるように設けられるカメラを囲むように備えられる。

0063

このように、感電保護素子100は、リーク電流及び静電気から内部の回路を保護するために携帯用電子装置10の人体接触可能な伝導体12と回路部14と間に配置される。

0064

このような感電保護素子100は、前記携帯用電子装置10のハウジングに設けられるメタルケースの個数に合せて適宜備えられる。ただし、前記メタルケースが複数個で備えられる場合、それぞれのメタルケース12a、12b、12c、12dは、いずれも感電保護素子100が個別的に連結されるように前記携帯用電子装置10のハウジングに内蔵される。

0065

即ち、図2Aに示されるように、前記携帯用電子装置10のハウジングの側部を囲むメタルケースのような伝導体12が三つの部分からなる場合、それぞれの伝導体12a、12b、12c、12dは、いずれも感電保護素子100と連結されることで、リーク電流及び静電気から前記携帯用電子装置10内部の回路を保護することができる。

0066

このとき、前記感電保護素子100は、複数個のメタルケース12a、12b、12c、12dが備えられる場合、前記メタルケース12a、12b、12c、12dの当該役割に応じて様々な方式で備えられる。

0067

一例として、前記携帯用電子装置10のハウジングに、外部に露出されるカメラが備えられる場合、前記カメラを囲む伝導体12dに、前記感電保護素子100が適用される場合、前記感電保護素子100は、リーク電流を遮断し、静電気から内部回路を防護する形態である。

0068

また、前記メタルケース12bがグラウンド役割を遂行する場合、前記感電保護素子100は、前記メタルケース12bと連結され、リーク電流を遮断し、静電気から内部回路を保護する形態である。

0069

一方、図2Bに示されるように、感電保護素子100は、メタルケース12’と回路基板14’と間に配置される。このとき、感電保護素子100は、静電気を自体破損することなく通過させるためのものであるため、回路基板14’は、静電気を接地へバイパスするための別途の保護素子16を備えることができる。ここで、保護素子16は、サプレッサーまたはバリスタである。

0070

図2Cに示されるように、感電保護素子100は、メタルケース12’とFFM14a(front End Module)間で整合回路(例えば、R及びL成分)を介して配置される。ここで、メタルケース12’はアンテナである。このとき、感電保護素子100は、通信信号を減殺することなく通過させると同時に、メタルケース12’からの静電気を通過させ、整合回路を介して接地から流入されるリーク電流を遮断させるためのものである。

0071

図2Dに示されるように、感電保護素子100は、アンテナが設けられたメタルケース12’と当該アンテナを介した通信機能を具現するIC14cと間に配置される。ここで、当該通信機能はNFC通信であってもよい。このとき、感電保護素子100は、静電気を自体破損することなく通過させるためのものであるため、静電気を接地へバイパスするための別途の保護素子16を備えることができる。ここで、保護素子16は、サプレッサーまたはバリスタである。

0072

図2Eに示されるように、感電保護素子100は、PIFA(Planar Inverted F Antenna)アンテナ20のショートピン(short pin)22とマッチング回路と間に配置される。このとき、感電保護素子100は、通信信号を減殺することなく通過させると同時に、メタルケース12’からの静電気を通過させ、整合回路を介して接地から流入されるリーク電流を遮断させるためものである。

0073

このような感電保護素子100は、図3A図3Cに示されるように、外部電源によるリーク電流、伝導体12から流入される静電気、及び通信信号に応じて異なる機能を有してもよい。

0074

即ち、図3Aに示されるように、回路部14の回路基板、例えば、接地を介して外部電源のリーク電流が伝導体12に流入される場合、感電保護素子100は、その降伏電圧Vbrがリーク電流による過電圧に比べて大きいため、オープン状態で維持される。即ち、感電保護素子100は、その降伏電圧Vbrが携帯用電子装置の外部電源の定格電圧より大きいため、電気的に導通されなくオープン状態を維持し、メタルケースなどのような人体接触可能な伝導体12にリーク電流が伝達されることを遮断することができる。

0075

このとき、感電保護素子100内に備えられたキャパシタ層は、リーク電流に含まれたDC成分を遮断し、リーク電流が無線通信帯域に比べて相対的に低い周波数を有するため、当該周波数に対して大きなインピーダンスで作用することによってリーク電流を遮断することができる。

0076

結果的に、感電保護素子100は、回路部14の接地から流入される外部電源によるリーク電流を遮断し、使用者を感電から保護することができる。

0077

また、図3Bに示されるように、伝導体12を介して外部から静電気が流入されれば、感電保護素子100は、サプレッサーやバリスタのような静電気保護素子として機能する。即ち、感電保護素子100がバリスタである場合、バリスタの降伏電圧Vbrが静電気の瞬間電圧より小さいため、電気的に導通され静電気を通過させ、サプレッサーである場合、静電気放電のためのサプレッサーの動作電圧が静電気の瞬間電圧より小さいため、瞬間放電により静電気を通過させることができる。結果的に、感電保護素子100は、伝導体12から静電気流入時、電気的抵抗が低くなり、自体が絶縁破壊されずに静電気を通過させることができる。

0078

このとき、感電保護素子100内に備えられたキャパシタ層は、その絶縁破壊電圧Vcpがバリスタまたはサプレッサーの降伏電圧Vbrより大きいため、静電気はキャパシタ層220a、220bに流入されずに、バリスタまたはサプレッサーへのみ通過される。

0079

ここで、回路部14は、静電気を接地へバイパスするための別途の保護素子を備えることができる。結果的に、感電保護素子100は、伝導体12から流入される静電気により絶縁破壊されずに静電気を通過させ、後端の内部回路を保護することができる。

0080

また、図3Cに示されるように、伝導体12を介して通信信号が流入される場合、感電保護素子100は、キャパシタとして機能する。即ち、感電保護素子100は、サプレッサーやバリスタがオープン状態で維持され、伝導体12と回路部14を遮断するが、内部のキャパシタ層が流入された通信信号を通過させることができる。このように、感電保護素子100のキャパシタ層は、通信信号の流入経路を提供することができる。

0081

ここで、前記キャパシタ層のキャパシタンスは、主要無線通信帯域の通信信号を減殺することなく通過させることができるように設定されるのが好ましい。図4A及び図4Bに示されるように、キャパシタンスによる通過周波数帯域をシミュレーションした結果によれば、5pF以上のキャパシタンスに対して、モバイル無線通信周波数帯域(700MHz〜2.6GHz)で実質的にほとんど損失なしで伝達され、電気的にショート現象を示す。

0082

しかし、図4Bに示されるように、微細な影響をみると、略30pF以上のキャパシタンスで通信時、受信感度の影響をほとんど受けないことが分かる。従って、前記キャパシタ層のキャパシタンスは、モバイル無線通信周波数帯域では30pF以上の高いキャパシタンスを利用することが好ましい。

0083

結果的に、感電保護素子100は、内部のキャパシタ層の高いキャパシタンスにより伝導体12から流入される通信信号を減殺することなく通過させることができる。

0084

以下、図5〜図7を参照して、本発明の実施例に係る感電保護素子の様々な具現例を詳細に説明する。

0085

前記感電保護素子200は、図5A〜図5Cに示されるように、サプレッサー形態であってもよい。このような感電保護素子200は、焼体、感電保護部210、及びキャパシタ層220a、220bを含む。

0086

このとき、前記焼体は、感電保護部210及びキャパシタ層120a、120bを構成できるように、一面に電極211a、212a、221a、222a、223a、215a、225a、226a、227a、228aが備えられた複数のシート層211、212、213、221、222、223、224、225、226、227、228が順に積層され、それぞれの一面に備えられた複数の電極が互いに対向するように配置された後、焼成または硬化工程を通して一体的に形成される。

0087

このような焼体は、誘電率を有する絶縁体からなる。例えば、前記絶縁体は、セラミック材料、低温焼結セラミックLTCC)、高温焼結セラミック(HTCC)及び磁性材料からなっていてもよい。このとき、セラミック材料は、金属系酸化化合物であり、金属系酸化化合物は、Er2O3、Dy2O3、Ho2O3、V2O5、CoO、MoO3、SnO2、BaTiO3、Nd2O3から選択された1種以上を含む。

0088

前記内部電極211a、212aは、焼体の内部に一定の間隔で離隔形成され、少なくとも一対からなっていてもよい。ここで、第1内部電極211a及び第2内部電極212aは、焼体の両端に備えられる外部電極231、232にそれぞれ電気的に連結される。

0089

このような内部電極211a、212aは、Ag、Au、Pt、Pd、Ni、Cuのいずれか一つ以上の成分を含んでもよく、外部電極231、232は、Ag、Ni、Sn成分のいずれか一つ以上の成分を含むことができる。

0090

前記内部電極211a、212aは、様々な形状及びパターンで備えられており、前記第1内部電極211aと第2内部電極212aは、同じパターンで備えられてもよく、互いに異なるパターンを有するように備えられてもよい。即ち、内部電極211a、212aは、焼体の構成時第1内部電極211aと第2内部電極212aの一部が互いに対向して重なるように配置されていれば、特定パターンに限定されない。

0091

このとき、このような内部電極211a、212a間の間隔及び互いに対向する面積または互いに重なる長さは、サプレッサー200の降伏電圧Vbrを満たすように構成されてもよく、例えば、前記内部電極211a、212a間の間隔は10〜100μmである。

0092

一方、互いに対応される一対の電極211a、212a間には、静電気を防護し、過電圧から回路保護素子及び周辺回路を保護するための防護シート層213が配置される。

0093

このような防護シート層213は、前記一対の内部電極211a、212a間に中空形からなる少なくとも一つの空隙形成部材215が備えられる。このために、防護シート層213は、空隙形成部材215が備えられる位置に貫通孔が形成される。

0094

具体的に説明すれば、前記焼体は、上部面に第1内部電極211aが備えられる第1シート層211と、下部面に第2内部電極212aが備えられる第2シート層212とが互いに積層され、前記第1シート層211及び第2シート層212の間には防護シート層213が配置される。

0095

即ち、前記第1内部電極211a及び第2内部電極212aが対向するように第1シート層211、防護シート層213及び第2シート層212を順に積層する。

0096

これにより、前記第1内部電極211a及び第2内部電極212aは、対向するように配置された後、前記防護シート層213により互いに一定間隔離隔配置され、前記第1内部電極211a及び第2内部電極212aは一側が、前記空隙形成部材215とそれぞれ接触された状態で配置される。

0097

一方、前記第1シート層211と第2シート層212の間に配置される防護シート層213は、少なくとも一つの貫通孔が貫通形成される。

0098

ここで、前記貫通孔は、前記防護シート層213を基準に、上部及び下部にそれぞれ配置される第1内部電極211a及び第2内部電極212aが、互いに重なる領域に位置するように形成される。

0099

このとき、前記貫通孔には、空隙形成部材215が備えられる。このような空隙形成部材215は、内部電極211a、212a間に配置され、内壁に高さ方向に沿って一定の厚さで塗布される放電物質層125a、125b、125cを含む。

0100

代案的に、空隙形成部材215を別途に備えない場合、前記貫通孔の内壁には、高さ方向に沿って放電物質層が一定厚さで塗布される。

0101

ここで、前記空隙形成部材215またはそれに塗布された放電物質層は、上部端が前記第2内部電極212aと接し、下部端が前記第1内部電極211aとそれぞれ接するように備えられる。

0102

このような空隙形成部材215により、一対の内部電極211a、212a間に空隙216が形成される。このような空隙216により外部から流入された静電気は、内部電極211a、212a間で放電される。このとき、内部電極211a、212a間の電気的抵抗が低くなり、感電保護素子200両端の電圧差一定値以下に低減することができる。従って、感電保護部220は、絶縁破壊されずに静電気を通過させることができる。

0103

ここで、前記放電物質層225a、225b、225cを構成する放電物質は、誘電率が低く、伝導度がなく、過電圧印加時ショート(short)が生じてはいけない。

0104

このために、前記放電物質は、少なくとも1種の金属粒子を含む非電導性物質からなっていてもよく、SiCまたはシリコン系の成分を含む半導体物質でからなっていてもよい。さらに、前記放電物質は、SiC、カーボングラファイト及びZnOの中から選択された1種以上の材料と、Ag、Pd、Pt、Au、Cu、Ni、W、Moの中から選択された1種以上の材料を所定の割合で混合してなっていてもよい。

0105

一例として、前記第1内部電極211a及び第2内部電極212aが、Ag成分を含む場合、前記放電物質は、SiC-ZnO系の成分を含む。SiC(Silicon carbide)成分は、熱的安定性に優れ、酸化雰囲気で安定性に優れ、一定の導電性と導熱性を有し、低い誘電率を有する。

0106

そして、ZnO成分は優れた非線形抵抗特性及び放電特性がある。

0107

SiCとZnOは、それぞれ別途使用時、両方とも伝導性があるが、互いに混合後、焼成すると、SiC粒子表面にZnOが結合されることによって絶縁層が形成される。

0108

このような絶縁層は、SiCが完全に反応して、SiC粒子表面にSiC-ZnO反応層を形成する。これにより、前記絶縁層は、Agパスを遮断して、放電物質にさらに高い絶縁性を与え、静電気に対する耐性を向上させ、サプレッサー120を電子部品に取り付けるとき、DCショート現象を解決することができる。

0109

ここで、前記放電物質の一例として、SiC-ZnO系の成分を含むものとして説明したが、これに限定されなく、前記放電物質は、前記第1内部電極211a及び第2内部電極212aを構成する成分に合う半導体物質または金属粒子を含む非電導性物質を使用できる。

0110

このとき、前記空隙形成部材215の内壁に塗布される前記放電物質層215a、215b、215cは、空隙形成部材215の内壁に沿って塗布される第1部分215aと、前記第1部分215aの上端から前記防護シート層213の上部面に沿って第1内部電極211aと対向して接触するように延びる第2部分215bと、前記第1部分215aの下端から前記防護シート層213の下部面に沿って第2内部電極212aと対向して接触するように延びる第3部分215cと、を含む。

0111

これにより、前記放電物質層215a、215b、215cは、前記空隙形成部材215の内壁だけでなく前記空隙形成部材215の上部端と下部端から前記第2部分215b及び第3部分215cがそれぞれ延びるように形成されることによって、前記第1内部電極211a及び第2内部電極212aとの接触面積を広げることができる。

0112

このような構成により、前記放電物質層215a、215b、215cを構成する成分の一部が静電気スパークにより気化されて、放電物質層215a、215b、215cの一部が損傷されても、前記放電物質層215a、215b、215cが本来の機能を遂行することができるようにすることによって、静電気に対する耐性を向上させることができる。

0113

一方、前記防護シート層213は、複数の空隙形成部材215が備えられてもよい。このように、前記空隙形成部材215の個数が増加すれば、静電気の放電経路が増加されることによって、静電気に対する耐性を高めることができる。

0114

前記第1シート層211及び第2シート層212間に配置される防護シート層213は、前記第1シート層211及び第2シート層212と同じ面積を有するように備えられてもよいが、互いに対応される第1内部電極211a及び第2内部電極212aが重なる面積を含み、前記第1シート層211及び第2シート層212より狭い面積を有するように備えられてもよい。

0115

前記キャパシタ層220a、220bは、アンテナのような伝導体12から流入される通信信号を減殺することなく通過させるためのものであり、感電保護部210と電気的に並列接続される。例えば、キャパシタ層220a、220bは、感電保護部210の上部及び下部の少なくとも一方または上部及び下部の両方に配置される。

0116

ここで、キャパシタ層220a、220bのそれぞれは、複数のシート層が積層されたものであってもよい。このとき、キャパシタ層220a、220bを構成する複数個のシート層は、誘電率を有する絶縁体からなっていてもよく、好ましくは、セラミック材料からなっていてもよい。

0117

例えば、セラミック材料は、Er2O3、Dy2O3、Ho2O3、V2O5、CoO、MoO3、SnO2、BaTiO3の中から選択された1種以上を含む金属系酸化化合物からなっているか、フェライトからなってもいてもよく、低温同時焼成セラミック(LTCC)または高温同時焼成セラミック(HTCC)などが使用できる。さらに、前記セラミック材料は、ZnO系のバリスタ材料、またはPr及びBi系材料などが使用されてもよく、金属系酸化化合物として言及したEr2O3、Dy2O3、Ho2O3、V2O5、CoO、MoO3、SnO2、BaTiO3は一例として理解されるべきであり、言及していない他の種類の金属系酸化化合物もまた使用できる。

0118

このとき、前記キャパシタ層220a、220bを構成する複数のキャパシタ電極は、対向する一対のキャパシタ電極間の間隔d1が15〜100μmの範囲を有するように備えられてもよく、例えば、20μmの間隔を有するように備えられる。

0119

一方、感電保護素子200は、感電保護部210とキャパシタ層220a、220bが互いに異なる電極間隔及び電極幅で構成される。

0120

即ち、互いに対向して配置された一対の内部電極211a、212a間の間隔は、キャパシタ電極221a、222a、223a、224a、225a、226a、227a、228a間の間隔と同じである。

0121

このとき、感電保護部210とキャパシタ層220a、220b間の間隔は一対の内部電極211a、212a間の間隔より大である。

0122

即ち、前記一対の内部電極211a、212aに沿って流れる静電気またはリーク電流が隣接したキャパシタ電極に漏洩されないように内部電極211a、212aと十分な間隔を確保することが好ましい。このとき、前記キャパシタ層220a、220bと前記感電保護部210と間の距離は15〜100μmであり、前記一対の内部電極211a、212a間の間隔より2倍以上が好ましい。例えば、前記一対の内部電極211a、212a間の間隔が10μmの場合、前記キャパシタ層220a、220bと前記感電保護部210と間の距離は20μm以上である。

0123

このように、感電保護素子100は、キャパシタ層220a、220bを備えることによって、静電気を通過させ、外部電源のリーク電流を遮断する機能と共に、使用しようとする目的による通信帯域に適したキャパシタンスを容易に提供することができる。即ち、このようなキャパシタ層115a、115bにより、静電気に対して内部回路を保護するためのサプレッサー、バリスタまたはツェナーダイオードと共に、RF受信感度を高めるための別途の部品を共に使用した従来とは違って、一つの感電保護素子100を介して静電気に対する保護に加えて、RF受信感度を高めることができる長所がある。

0124

別の実施例として、図6に示されるように、感電保護素子300は、一定の間隔で離隔され、水平に配置された一対の内部電極314a、314bを含んでもよい。即ち、少なくとも一対のシート層311、312の内部には、内部電極314a、314bが空隙を形成するように互いに離隔配置される。好ましくは、前記一対の内部電極314a、314bは、同一平面上で平行した方向に一定間隔離隔配置される。

0125

ここで、一対の内部電極314a、314b間には、空隙320が形成され得る。ここで、空隙320は、一対の内部電極314a、314bの高さより大きな高さで形成されることができ、一対の内部電極314a、314bの間隔より大きな幅で形成されることができる。このように、空隙320の体積拡張されれば、静電気による放電時、内部電極314a、314bから微細なパーティクルが発生しても内部電極314a、314b間の空間が広いため、パーティクルにより発生しうる欠陥発生率を低減することができる。このとき、前記空隙は、静電気流入時、一対の内部電極314a、315bにより放電が開始される空間であり、前記空隙の体積は、静電気に対する耐性を満たすように設定することが好ましい。例えば、前記空隙の体積は、前記感電保護素子300の総体積対比1〜15%である。

0126

具体的に説明すれば、前記一対の内部電極314a、314bは、前記第1シート層311の上部面に間隙を形成するように互いに離隔配置される。ここで、前記一対の内部電極314a、314b間の間隙は、10〜100μmであってもよい。このような一対の内部電極314a、314bは、前記第1シート層311の上部面にパターン印刷される。

0127

このとき、互いに対応される一対の内部電極314a、314b間には静電気を防護し、過電圧から回路保護素子及び周辺回路を保護し、リーク電流を遮断するための空隙320が備えられる。

0128

このような空隙320は、同一平面上に互いに平行に配列される前記一対の内部電極314a、314b間に配置され、空気が満たされることができるように中空形で設けられ、前記空隙320の開放された上部側に前記第2シート層312が積層される。

0129

このような空隙320は、複数個で備えられ、前記内部電極314a、314bの幅方向に沿って離隔配置され得る。このように、前記空隙320の個数が増加すれば、静電気の放電経路が増加されることによって、静電気に対する耐性を向上させることができる。

0130

このとき、前記空隙320は、前記第1シート層311の上部面から前記内部電極314a、314bの上部端までの高さを超える高さを有するように形成される。即ち、本発明の一実施例に係る空隙320は、内部電極314a、314bの全体高さより超える高さを有するように備えられることによって、全体的な空隙320の体積が拡大される。

0131

これにより、静電気の放電時、前記内部電極314a、314bから微細なパーティクルが発生しても広い空間を有する空隙320を介して、パーティクルにより発生しうる欠陥の発生率を低減することができる。

0132

このとき、前記空隙320は、互いに離隔配置される一対の内部電極314a、314bの上部面または下部面状に延びるように備えられる。

0133

さらに、前記空隙320は、一対の内部電極314a、314bの幅と同じ幅であってもよい。このとき、前記空隙320は、一対の内部電極314a、314bの厚さより大きくなっていてもよい。

0134

このような空隙320は、前記一対の内部電極314a、314b間に空隙材がパターン印刷された後、焼結過程で加えられる熱により前記空隙材が除去されることで形成される。ここで、前記空隙材は、第1シート層311及び第2シート層312を積層した後、焼体を形成するために圧搾する過程で前記空隙320が圧力により変形されるか、破損されることを防止するために使われる。

0135

このために、前記空隙材は、高温の熱により分解される材質からなることによって、複数のシート層を積層した後、焼成する過程で除去されるようにする。一例として、前記空隙材は、200〜2000℃の温度範囲で分解される材質からなっていてもよい。

0136

このとき、前記一対の内部電極314a、314bは、多角状、円状、楕円状、螺旋状及びこれらの組み合わせなど様々な形状及びパターンであってもよい。そして、互いに対向される内部電極は、互いに同じパターン及び形状であってもよく、他のパターン及び形状であってもよい。

0137

一方、前記一対の内部電極314a、314bが対向する端部間には、一定間隔離隔される間隙が形成され、前記間隙の中心にその付近に前記空隙320が備えられる。このとき、前記空隙320の内壁には、前記内部電極314a、314bの高さ方向に沿って一定の厚さで塗布される放電物質層が備えられる。このとき、前記放電物質層は、前記空隙320の内壁のみに設けられてもよいが、前記空隙320の開放された上部を覆うように塗布できることを明らかにする。即ち、前記放電物質層は、前記空隙320の内壁だけでなく、前記空隙320の開放された上部端を連結して延びられる。

0138

一方、前記焼体を構成する第1シート層311及び第2シート層312は、第1シート層311の上部に第2シート層312が直接積層され得るが、前記第1シート層311の上部面に形成される一対の内部電極314a、314b及び空隙320の高さに該当する別途のバッファー層が積層されてもよい。このようなバッファー層は、内部電極314a、314bの高さ及び空隙320の高さに該当する高さのバラツキを除去する役割を遂行する。

0139

前記感電保護素子は、図7A〜図7Cに示されるような感電保護素子400であってもよい。このような感電保護素子400は、感電保護部410及びキャパシタ層420a、420bを含む。

0140

感電保護部410は、バリスタ物質層412、414及び複数の内部電極416、416'、418を含む。

0141

このとき、前記バリスタ物質層は、第1バリスタ物質層410及び第2バリスタ物質層420が交互に少なくとも2個の層からなる。ここで、前記第1バリスタ物質層410及び前記第2バリスタ物質層420は、ZnO、SrTiO3、BaTiO3、SiCの一つ以上を含む半導性材料、またはPr及びBi系材料のいずれか一つであってもよい。また、前記バリスタ物質層は、バリスタ物質の粒径が降伏電圧Vbrを満たすように設定することが好ましい。

0142

前記内部電極は、第1バリスタ物質層410上に一定の間隔Lで離隔された複数の第1内部電極412、412’及び第2バリスタ物質層420上に一定の間隔Lで離隔された複数の第2内部電極422を含む。

0143

ここで、バリスタ400の降伏電圧Vbrは、最も隣接した第1内部電極412、412’と第2内部電極422と間にそれぞれ形成される単位降伏電圧の和であってもよい。即ち、バリスタ400の降伏電圧Vbrは、第1内部電極412、412’と第2内部電極422と間にそれぞれ形成される単位降伏電圧、及び電気的に直列形成される第1内部電極412、412’と第2内部電極422との個数に応じて決定される。

0144

前記第1内部電極412、412’及び前記第2内部電極422のそれぞれは、少なくとも一部が重ならないように配置される。即ち、前記第1内部電極412、412’及び前記第2内部電極422のそれぞれは、少なくとも一部が重なるように交差配置されるか、互いに重ならないように相互間に交差配置される。

0145

このとき、前記第1内部電極または前記第2内部電極は、静電気またはリーク電流が内部電極412、412'、422の隣接した外部電極(未図示)に漏洩されなく、内部電極412、412'、422間で正常に進むように間隔が設定されることが好ましい。

0146

例えば、一つの第1内部電極412、412’と隣接する第2内部電極422間の離隔間隔Lは、前記第1内部電極412、412’と前記第2内部電極422間の最短距離d1と前記隣接する他の第2内部電極422間の最短距離d2との和より大きく形成されることが好ましい。

0147

さらに、前記第2内部電極422は、隣接した外部電極(未図示)との距離が第1内部電極412、422間の離隔間隔より大きく形成されることが好ましい。

0148

具体的に説明すれば、前記第1バリスタ物質層410は、二つの第1内部電極412、412’が備えられており、前記二つの第1内部電極412、412’は、同一平面上に並んで離隔配置される。

0149

そして、前記第2バリスタ物質層420は、一面に第2内部電極422が備えられる。

0150

このとき、前記第1バリスタ物質層410及び第2バリスタ物質層420は、前記第2内部電極422が二つの第1内部電極412、412’と上下方向に一定間隔離隔された状態で配置きるように上・下方向に積層される。

0151

さらに、前記第2内部電極422は、両端部側の前記二つの第1内部電極412、412’の一端部側と互いに一定領域が重なるように配置され得る。このために、前記第2内部電極422の中央部が前記二つの第1内部電極412、412’間に形成される間隙L1の中央部に位置するように配置される。

0152

ここで、二つの第1内部電極412、412’が形成される第1バリスタ物質層410は、図8Aに示されるように、一つの第2内部電極422が形成される第2バリスタ物質層420の上部に積層されてもよく、選択的に、第2バリスタ物質層420の下部に積層される。

0153

図8Bに示されるように、感電保護部410は、第1内部電極416、416’及び第2内部電極418により形成される単位素子並列で複数個備えられる。即ち、感電保護部410は、二つの第1内部電極416、416’が形成された二つの第1バリスタ物質層412と、一つの第2内部電極418が形成された一つの第2バリスタ物質層414と、が交互に積層される形態であってもよい。

0154

このとき、前記二つの第1バリスタ物質層412は、前記第2バリスタ物質層414の上・下部にそれぞれ配置される形態で積層される。ここで、前記第2バリスタ物質層414に形成された第2内部電極418は、両端部側の上部に配置される第1内部電極416、416’及び下部に配置される第2内部電極418の一端部側とそれぞれ一定領域重なるように配置される。

0155

そして、前記第2バリスタ物質層414の上部に配置される第1内部電極416、416’と第2バリスタ物質層414の下部に配置される第1内部電極416、416’は、上・下方向に並んで配置されることができ、垂直方向に離隔配置される第1内部電極416、416’の間に第2内部電極418が配置される。

0156

このとき、前記第2内部電極418の中央部は、同一平面上で配置される二つの第1内部電極212、412’間に形成される間隔Lの中央部に位置されるように配置される。

0157

このような第1バリスタ物質層412及び第2バリスタ物質層414は、前述したような第1内部電極416、416’及び第2内部電極418の間隔d1、d2またはその間の間隔Lを満たしながら、様々な積層順で配置することができる。

0158

例えば、前記二つの第2バリスタ物質層414は、前記第1バリスタ物質層412の上・下部にそれぞれ配置される形態で積層される。

0159

ここで、前記第2バリスタ物質層414に形成された第2内部電極418は、両端部側の上部と下部にそれぞれ離隔配置される一対の第1内部電極416、416’と互いに重なる位置に配置される。

0160

このとき、前記第2内部電極418は、静電気またはリーク電流が外部電極(未図示)に漏洩されなく、第1内部電極212’で正常に進行できるように間隔が設定されることが好ましい。例えば、前記第2内部電極418は、隣接した外部電極(未図示)との距離が第1内部電極416、416’間の間隔d1、d2より大きく形成されることが好ましい。

0161

このように、第1バリスタ物質層412及び第2バリスタ物質層414を複数積層することにより静電気の放電経路が増加され、静電気に対する耐性を向上させることができる。

0162

一方、第1内部電極412、412’及び第2内部電極422は、その間に形成される単位降伏電圧によりバリスタ400の降伏電圧Vbrを満たすための個数が決定される。即ち、第1内部電極412、412’及び第2内部電極422により形成された単位素子は2個の場合を説明したが、これに限定されなく、単位降伏電圧の大きさに応じて複数個で形成される。

0163

このように、第1バリスタ物質層410及び第2バリスタ物質層420を複数積層することにより、電気の放電経路が増加され、静電気に対する耐性を向上させることができる。

0164

このようなバリスタ400、400’は、第1内部電極412、412’と第2内部電極422がバリスタ物質層に備えられるため、静電気印加時、バリスタ物質の非線形電圧特性により第1内部電極412、412’と第2内部電極422と間の電気的抵抗が低くなり、静電気を通過させることができる。従って、バリスタ物質は、瞬間的に高い静電気によっても絶縁破壊されることなく静電気を通過させることができる。

0165

前記キャパシタ層420a、220bは、アンテナのような伝導体12から流入される通信信号を減殺なしで通過させるためのものであり、感電保護部410と電気的に並列接続される。例えば、キャパシタ層420a、420bは、感電保護部410の上部及び下部の少なくとも一方または上部及び下部の両方に配置される。

0166

ここで、キャパシタ層420a、420bのそれぞれは、複数のシート層が積層されたものであってもよい。このとき、キャパシタ層420a、420bを構成する複数個のシート層は誘電率を有する絶縁体からなり、好ましくは、セラミック材料からなる。

0167

例えば、セラミック材料は、Er2O3、Dy2O3、Ho2O3、V2O5、CoO、MoO3、SnO2、BaTiO3の中から選択された1種以上を含む金属系酸化化合物からなるか、フェライトからなっていてもよく、低温同時焼成セラミック(LTCC)または高温同時焼成セラミック(HTCC)などが使われる。さらに、前記セラミック材料は、ZnO系のバリスタ材料、またはPr及びBi系材料などが使用され、金属系酸化化合物で言及したEr2O3、Dy2O3、Ho2O3、V2O5、CoO、MoO3、SnO2、BaTiO3は一例として理解されるべきであり、言及していない他の種類の金属系酸化化合物もまた使用することができる。

0168

このとき、前記キャパシタ層420a、420bを構成する複数のキャパシタ電極は対向する一対のキャパシタ電極間の間隔が15〜100μmの範囲を有するように備えられる。例えば、20μmの間隔を有するように備えられる。

0169

また、前記キャパシタ層420a、420bと感電保護部410と間の距離は、前記第1内部電極416と前記第2内部電極418と間の最短距離と、前記隣接する他の第1内部電極416’と第2内部電極418と間の最短距離の和より大であってもよい。

0170

即ち、前記第1内部電極416、416’または前記第2内部電極418に沿って流れる静電気またはリーク電流が隣接したキャパシタ電極に漏洩されないように内部電極416、416'、418と十分な間隔を確保することが好ましい。このとき、前記キャパシタ層420a、420bと前記感電保護部410と間の距離は15〜100μmであってもよく、前記第1内部電極416、416’と前記第2内部電極418と間の間隔より2倍以上大きいことが好ましい。例えば、第1内部電極416、416’と前記第2内部電極418と間の間隔が10μmのとき、前記キャパシタ層420a、420bと前記感電保護部410と間の距離は20μm以上である。

0171

このように、感電保護素子100は、キャパシタ層420a、420bを備えることによって、静電気を通過させ、外部電源のリーク電流を遮断する機能と共に、使用しようとする目的による通信帯域に適したキャパシタンスを容易に提供することができる。即ち、このようなキャパシタ層124a、124bにより、静電気に対して内部回路を保護するためのサプレッサー、バリスタまたはツェナーダイオードと共に、RF受信感度を高めるための別途の部品を共に使用した従来とは違って、一つの素子を介して静電気に対する保護に加えて、RF受信感度を高めることができる長所がある。

0172

以上で、本発明の一実施例について説明したが、本発明の思想は本、明細書に提示される実施例に制限されなく、本発明の思想を理解する当業者であれば同一思想の範囲内で、構成要素の付加、変更、削除、追加などによって他の実施例を容易に提案することができるが、これもまた本発明の思想範囲内に属するものである。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

新着 最近 公開された関連が強い 技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する挑戦したい社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ